聚對二甲苯

帕利靈(Parylene)是一族由對二甲基苯合成的熱塑性塑膠聚合物的通稱。

它是在室溫條件下氣相沉積獲得的薄膜物質，可以生成數百微米內任何厚度的薄膜。利用真空沉積技術可以將膜厚精度控制在1μm。此外，真空沉積的帕利靈具有均一性、保形性，無微孔無缺陷，化學性質不活潑等優良特性。由於真空沉積不使用催化劑和溶劑，產出的薄膜很純淨，釋氣量很小。有3種成熟的帕利靈材料：C型、D型和N型，帕利靈C透水性和透氣性比其他兩種小很多，套用最廣泛。帕利靈C在溫度300K時太赫茲頻段的折射率大約為1.62，4.5K時降低到約1.5141。吸收係數約為數10cm^-1量級。帕利靈C的這些特性使之成為矽、鍺材質的透鏡和視窗的合適的抗反鍍膜材料。

基本介紹

• 中文名：聚對二甲苯
• 外文名：Poly-p-xylene
• 商品名：帕里綸
• 優點：有極其優良的電性能、耐熱性
• 生產方法：氣相沉積法
• 類型：C型、D型和N型

背景

聚對二甲苯是由Specialty Coating Systems( Indianpolis, IL)公司提供的標記聚對二甲苯基家族聚合物的一種化學名稱，是最初發明聚對二甲苯的UnionCarbide公司認可的命名。商業上存在一些聚對二甲苯的替代物，它們的成分和聚對二甲苯一致，只是在合成路徑上因初始二聚體(對二甲苯二聚物)而有不同。然而，Spe-cialtyCoatingSystems版本是當前被美國食品及藥物管理局(FDA)所批准的版本。聚對二甲苯是一種USP(United States Pharmacopeia,美國藥典)VI族材料，適合長期植入人體，所以是在醫療產業歷史上十分有名的生物相容塗層材料。可以從很多方面檢查其生物相容性，它的生物穩定性、低細胞毒性和抗水解性是其在醫療產業被廣泛套用的關鍵屬性。

聚對二甲苯是由Swarc在1947年首次合成的，但是由於要開發一種合適的澱積工藝延緩了它進人商業化的時間，直到1965年才被套用。其關鍵的工藝發明人是UnionCarbide公司的Gorham，他最主要的貢獻包括開發一種穩定的二聚體前體和氣相澱積聚合工藝。超過20種聚對二甲苯被合成出來，但是只有4種(N,C,D和HT型)是可用的，另外2種可供使用的是diXA和AM(日本Kishi-motoSangyo公司)。

製備

聚對二甲苯的物理氣相澱積是在真空腔中實施的，進入氣化室時呈顆粒狀。以C型聚對二甲苯為標準，溫度逐漸升高到150%C，這是二聚體的初始溫度。接著，聚對二甲苯被熱解使其二聚體裂成單自由基對二甲苯(650℃)。在澱積室內(25℃)，單體聚集到所有裸露面上，以約5μm/h的速率聚合成C型聚對二甲苯。最近研製出一種通過在澱積室改進樣品添加裝置來直接澱積聚對二甲苯為納米結構薄膜的工藝。

材料特性

聚對二甲苯化學性質不活潑，表面塗層保形，而且是一種很好的聚合物絕緣層。歷史上，它被用作醫用塗料、植入式神經絲探針的絕緣層、層間電介質，並且在1997進入MEMS領域，成為流體互連的塗層材料。聚對二甲苯因其澱積方式(真空中)、無針孔澱積、低加工溫度、透明度和微加工工藝的兼容性成為一種流行的標準MEMS材料。自其進人MEMS領域以來，已被開發成各種各樣MEMS套用中的結構材料。聚對二甲苯的碳化/裂化和離子注入工藝也被套用於MEMS中作為犧牲或感測材料。聚對二甲苯結構的進一步改進已經在研究中，特別是在生物學和生物醫學套用方面。

套用

在MEMS套用中，聚對苯薄膜表現出一些非常有用的特性。這些特性包括：非常低的內應力、可以在室溫下澱積、保角塗覆、化學惰性以及刻蝕選擇性。聚對二甲苯膜用作電絕緣層、化學防護層、保護層和密封層是十分理想的。聚對二甲苯已用來做微流控溝道、閥門和感測器(加速度感測器，壓力感測器，麥克風和切應力感測器)。通常採用控制二聚物的量來調控聚對二甲苯覆蓋層的厚度。在原位探測聚對二甲苯厚度的監控器與末端探測器已經研製出來。